Stromrichteranordnung mit Thyristoren Es ist bekannt, bei Halbleiterventilen
mit einkristallinem Halbleiterkörper die Wirkung der Ladungsträgerstauung, den sogenannten
Trägerstaueffekt, durch Beschaltungselemente zu vermindern. Das ist im allgemeinen
ein Kondensator oder eine Reihenschaltung eines Kondensators mit einem Beschaltungswiderstand.Power converter arrangement with thyristors It is known for semiconductor valves
with monocrystalline semiconductor body the effect of the charge carrier congestion, the so-called
Carrier jam effect, to be reduced by wiring elements. That is in general
a capacitor or a series connection of a capacitor with a wiring resistor.
Es wurde nun erkannt, daß Thyristoren empfindlich sind, sowohl gegen
einen steilen Anstieg der Sperrspannung beim Einschalten der Stromrichteranlage
und beim Löschen der Thyristoren, beispielsweise bei einem Stromrichter mit Zwangskommutierung,
als auch gegen einen steilen Anstieg des Laststromes, insbesondere bei einer Zündverzögerung
der Thyristoren gegenüber einer anliegenden Wechselspannung oder bei einem vorzeitig
zündenden Thyristor in einer Parallelschaltung mehrerer Thyristoren. Bei der bekannten
RC-Beschaltung mit einer Reihenschaltung eines Widerstandes von etwa 18 Ohm mit
einer Kapazität von etwa 2 RF parallel zum Thyristor wird der Spannungsanstieg am
Thyristor durch den Spannungsabfall begrenzt, den der Ladestrom des Kondensators
an den Leitungsinduktivitäten verursacht. Eine ausreichende Größe dieses Ladestromes
erfordert einen entsprechend kleinen Beschaltungswiderstand. Der Beschaltungswiderstand
darf aber andererseits einen vorbestimmten Mindestwert nicht unterschreiten; damit
beim Zünden des Thyristors der über diesen fließende Entladestrom des Kondensators,
welcher den Anstieg des Stromes im Thyristor zusätzlich erhöht, auf einen zulässigen
Wert begrenzt wird. Es ergibt sich daraus die Aufgabe, die Thyristor-Schutzbeschaltung
so zu gestalten, daß der Ladestrom des Beschaltungskondensators nur eine kleine
positive Spannung am Thyristor verursacht und zugleich der Entladestrom auf einen
zulässigen Wert begrenzt wird.It has now been recognized that thyristors are sensitive to both
a steep rise in the reverse voltage when the converter system is switched on
and when deleting the thyristors, for example in a converter with forced commutation,
as well as against a steep increase in the load current, especially with an ignition delay
of the thyristors against an applied alternating voltage or prematurely
firing thyristor in a parallel connection of several thyristors. With the well-known
RC circuit with a series connection of a resistor of about 18 ohms
a capacitance of about 2 RF in parallel with the thyristor, the voltage rise will be at
Thyristor limited by the voltage drop caused by the charging current of the capacitor
caused by the line inductances. A sufficient size of this charging current
requires a correspondingly small circuit resistance. The wiring resistance
on the other hand, must not fall below a predetermined minimum value; in order to
when the thyristor is triggered, the discharge current of the capacitor flowing through it,
which additionally increases the increase in the current in the thyristor to a permissible
Value is limited. This results in the task of the thyristor protective circuit
to be designed so that the charging current of the wiring capacitor is only a small one
causes positive voltage on the thyristor and at the same time the discharge current on one
permissible value is limited.
Diese Aufgabe wurde nach einem früheren Vorschlag zum Teil bereits
dadurch gelöst, daß in Reihe mit der RC-Beschaltung eine in Sperrichtung des Thyristors
gepolte Diode angeordnet ist, die eine Rufladung des Kondensators durch die Spannung
in Durchlaßrichtung des Thyristors verhindert. Eine Beschaltung mit einer so gepolten
Diode ist aus der deutschen Auslegeschrift 1091219 bekannt. Da die Diode für die
Spannung in Durchlaßrichtung des Thyristors einen sehr hohen Widerstand darstellt,
kann mit einer derartigen Anordnung der Spannungsanstieg am Thyristor nicht begrenzt
werden.This task has already been partly carried out according to an earlier proposal
solved in that in series with the RC circuit one in the reverse direction of the thyristor
polarized diode is arranged, which charges the capacitor through the voltage
prevented in the forward direction of the thyristor. A circuit with such a polarized one
Diode is known from the German patent application 1091219. As the diode for the
Voltage in the forward direction of the thyristor represents a very high resistance,
cannot limit the voltage rise at the thyristor with such an arrangement
will.
Nach der deutschen Auslegeschrift 1185 283 kann eine Beschaltung für
Transistoren, die bekanntlich empfindlich sind gegen Überspannungen, eine Reihen-Schaltung
eines Kondensators mit einer in Flußrichtung des Laststromes gepolten Diode enthalten.
Diese Beschaltung 'soll nach dem Sperren des Transistors bis zum Durchschalten einer
Freilaufdiode den Laststrom führen. Der Kondensator muß somit für den Laststrom-
bemessen sein. Ferner sind verschiedene Beschaltungsanordnungen bekannt, die eine
Reihenschaltung einer Diode mit einem Widerstand, der beispielsweise als Entladewiderstand
für den Kondensator dienen kann, parallel zum Thyristor enthalten. In einer derartigen
Anordnung treibt die Spannung in Flußrichtung der Diode einen Dauerstrom über den
Widerstand und bewirkt somit entsprechende Verluste.According to the German Auslegeschrift 1185 283, a circuit for
Transistors, which are known to be sensitive to overvoltages, are connected in series
a capacitor with a diode polarized in the direction of flow of the load current.
This wiring 'should after blocking the transistor until a
Freewheeling diode conduct the load current. The capacitor must therefore be used for the load current
be measured. Furthermore, various wiring arrangements are known that one
Series connection of a diode with a resistor, for example as a discharge resistor
can serve for the capacitor, included in parallel with the thyristor. In such a
Arrangement drives the voltage in the direction of flow of the diode via a continuous current
Resistance and thus causes corresponding losses.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie bezieht sich somit auf
eine Stromrichteranordnung mit Thyristoren, denen zur Beherrschung des Trägerstaueffektes
eine Reihenschaltung eines Kondensators mit einem Beschaltungswiderstand parallel
geschaltet ist. Die vorerwähnte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
dem Beschaltungswiderstand eine Reihenschaltung einer in Durcldaßrichtung des Thyristors
gepolten Diode mit einem Ladewiderstand parallel geschaltet ist, der wesentlich
kleiner als der Beschaltungswiderstand bemessen ist. Die Thyristor-Schutzbeschaltung
enthält somit zwei getrennte Strompfade, nämlich einen für die Ladung des Kondensators
über die Diode und den kleinen Ladewiderstand, der nur so groß bemessen wird, daß
eine Schwingung zwischen der Induktivität der Leitung und der Kapazität des Beschaltungskondensators
verhindert wird, und einen Strompfad für die Entladung des Beschaltungskondensators
über den wesentlich vergrößerten Beschaltungswiderstand. Mit einer derartigen Anordnung
kann die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung am Thyristor auf etwa ein Sechstel
des Wertes mit der bekannten RC-Beschaltung und die Stromsteilheit des Entladestromes
beim Zünden
des Thyristors auf etwa ein Fünftel des Wertes der bekannten
RC-Beschaltung vermindert werden.The invention avoids these disadvantages. It thus refers to
a converter arrangement with thyristors, which are used to control the carrier jam effect
a series connection of a capacitor with a wiring resistor in parallel
is switched. The aforementioned object is achieved according to the invention in that
the circuit resistor is a series circuit in the direction of the thyristor
polarized diode is connected in parallel with a charging resistor, which is essential
is smaller than the wiring resistance. The thyristor protective circuit
thus contains two separate current paths, namely one for charging the capacitor
via the diode and the small charging resistor, which is only dimensioned so large that
an oscillation between the inductance of the line and the capacitance of the wiring capacitor
is prevented, and a current path for the discharge of the wiring capacitor
via the significantly increased wiring resistance. With such an arrangement
can increase the rate of rise of the voltage across the thyristor to about one sixth
of the value with the known RC circuit and the rate of rise of the discharge current
when igniting
of the thyristor to about a fifth of the value of the known
RC wiring can be reduced.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung soll auf die Zeichnung Bezug
genommen werden, in der ein Teil einer Stromrichteranlage mit einer Schutzbeschaltung
nach der Erfindung veranschaulicht ist.To further explain the invention, reference should be made to the drawing
be taken, in which a part of a converter system with a protective circuit
is illustrated according to the invention.
Die Zeichnung zeigt einen Thyristor 2, der in einem Stromzweig einer
Stromrichteranlage mit gesteuerter Ausgangsspannung angeordnet sein soll. Dem Thyristor
2 ist eine Reihenschaltung eines Beschaltungskondensators 3, der eine Kapazität
von etwa 2 @.F haben soll, mit einem Beschaltungswiderstand 4, dessen Widerstand
nach der Erfindung auf etwa 30 bis 300 Ohm, vorzugsweise etwa 50 bis 200 Ohm, insbesondere
auf etwa 100 Ohm, erhöht werden kann, parallel geschaltet. Dem Beschaltungswiderstand
ist eine Reihenschaltung einer in Flußrichtung des Thyristors 2 gepolten Diode 5
mit einem kleinen Ladewiderstand 6 parallel geschaltet, der nach der Erfindung gerade
so groß bemessen ist, daß er eine Schwingung zwischen den in der Zeichnung nicht
dargestellten Leitungsinduktivitäten der Stromrichteranlage und dem Beschaltungskondensator
3 verhindert und dessen Widerstand etwa 1 bis 10 Ohm, vorzugsweise 2 bis 5 Ohm,
insbesondere etwa 3 Ohm, betragen kann.The drawing shows a thyristor 2, which is in a branch
Converter system with controlled output voltage should be arranged. The thyristor
2 is a series circuit of a wiring capacitor 3, which has a capacitance
of about 2 @ .F should have, with a circuit resistor 4, its resistance
according to the invention to about 30 to 300 ohms, preferably about 50 to 200 ohms, in particular
can be increased to about 100 ohms, connected in parallel. The wiring resistance
is a series circuit of a diode 5 polarized in the forward direction of the thyristor 2
connected in parallel with a small charging resistor 6, which is straight according to the invention
is dimensioned so large that there is no oscillation between the two in the drawing
shown line inductances of the converter system and the wiring capacitor
3 and its resistance is about 1 to 10 ohms, preferably 2 to 5 ohms,
in particular about 3 ohms.